Koje su različite sirovine za čelik?

Čelik je važan dio gradnje od 1800-ih, zbog svoje svestranosti kao građevinskog materijala. Njegova popularnost uvelike je posljedica njegove snage i jednostavnosti proizvodnje. Sirovine za čelik variraju jer se različiti čelici mogu izraditi tako da odgovaraju njihovoj krajnjoj upotrebi, uključujući mekši čelik za strojnu obradu do vrlo tvrdog čelika za sigurnosne uređaje ili sefove. Svi proizvodi od čelika cijenjeni su zbog svoje snage, izdržljivosti i lakoće recikliranja kada više nisu potrebni.

Ključni sastojak čelika je željezo koje se nalazi u zemlji kao oksid, kemijska mješavina željeza i kisika pomiješana sa stijenom. Oksidirano željezo uobičajeno je u čeličnim proizvodima kako stare, jer je ista molekula poznata kao hrđa, koja se javlja kada se željezo i kisik ponovno spoje tijekom vremena. Visokotemperaturna posuda koja se zove visoka peć koristi se za pripremu čistog metala iz sirove rude. Prije nego što se željezo može staviti u peć, ono obično prolazi kroz nekoliko koraka obrade kako bi se uklonila otpadna stijena i koncentrirao postotak željeza u rudi.

U visokoj peći se dodaje željezna ruda i druge sirovine za čelik i zagrijavaju na vrlo visoke temperature. Kada je smjesa otopljena, kisik se ubrizgava pomoću šuplje cijevi koja se zove koplje, što uzrokuje da smjesa postane još toplija. Na vrlo visokim temperaturama kisik se odvaja od željeznog oksida, što rezultira čistim metalom. Nečistoće koje se nazivaju troska dižu se na vrh peći i uklanjaju se, što rezultira rastaljenom mješavinom željeza i drugih aditiva.

Postoje stotine različitih sastava čelika ili legura, ali postoji nekoliko uobičajenih sirovina za čelik. Ugljik je ključni sastojak svih čelika, ali je prisutan u niskim koncentracijama. Kisik u rudi reagira s ugljikom koji je dodan u peć, uklanjajući ga iz molekule željeznog oksida. Čisti oblik ugljika koji se zove koks potreban je u visokoj peći, a priprema se zagrijavanjem ugljena na visoke temperature kako bi se uklonili svi organski spojevi.

Željezo s postotkom ugljika većim od dva posto naziva se lijevano željezo, koje je tvrdo, ali lomljivije. Ostale sirovine za čelik uključuju različite metale, silicij i vapnenac. Vapnenac, koji je kalcijev karbonat, naziva se fluks i dodaje se u redovitim razmacima u peć kako bi se formirala troska i uklonile nečistoće. Silicij uklanja kisik u peći i čini čelik obradivijim ili lakšim za savijanje ili strojnu obradu.

Visoka peć može koristiti malo recikliranog čelika, ali je obično ograničena na oko 30 posto po težini. Čelik se lako reciklira, ali se za veći postotak recikliranog čelika koristi druga peć nazvana elektrolučna peć. Električna lučna peć koristi dvije elektrode obješene unutar peći, a velika električna struja prolazi između njih, stvarajući visoke temperature. Sirovine za čelik već su sadržane u recikliranom materijalu, a samo male količine aditiva mogu biti potrebne za stvaranje željenog sastava čelika.